2108高考真题化学反应速率和化学平衡专题

1、温馨提示：此题库为 Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，关闭Word文档返回原板块。考点7化学反应速率和化学平衡一、选择题1.(2018 北京高考 7)我国科研人员提出了由CO和CH4转化为高附加值产品CHCOOH勺催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A.生成CHCOOHK、反应的原子利用率为100%B. CHCHCOOHt程中，有C-H键发生断裂C.一放出能量并形成了 C- C键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【命题意图】本题考查了化学键的断裂、形成与能量之间的关系 ，同时考查了平 衡转化率的影响因素等。【解题关键】解答本题需要注意以下两点

2、：(1)化学反应的实质是旧键断裂、新键形成。(2)催化剂无法使化学平衡发生移动。【解析】选D。由图示可知，CQ和CH完全转化CHCOOH&反应的原子利用率为100%,A正确；化学反应实质是旧化学键断裂、新化学键形成，故CH-CHCOOHt 程中，有C-H键发生断裂,B正确；由图示可知，状态的能量高于状态，故 一放出能量并形成了 C-C键,C正确；催化剂能改变反应速率，但是无法使平 衡发生移动，故平衡转化率不变,D错误。2.（2018 江苏高考 10）下列说法正确的是（）A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B.反应4Fe（s）+3O2（g） 2FeO（s）常温下可自发进行，该反应为吸热反应

3、C.3 mol H 2与1 mol N 2混合反应生成NH,转移电子的数目小于6X6.02 X 1023D.在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快【命题意图】 本题考查能量转化、反应自发性、氧化还原反应以及化学反应速 率等知识，较易。【解析】选C A项，能量在转化中不可能仅以一种形式转化，电池放电除了化学 能转化为电能外，还有热能、光能等，错误;B项，该反应的气体被消耗，嫡减少, 但是能自发，故一定属于放热反应，错误;C项,N2与H合成NH属于可逆反应,1 mol N2生成2 mol NH的过程中，由于N2不可以完全转化，故转移电子数小于6 mol,正确;D项，酶在高温下会发生变性而

4、失去催化活性，在高温下，淀粉水解速率反 而变小，错误。3.（2017 江苏高考 13）根据下列图示所得出的结论不正确的是（）473 57.； 673 773 873RK 甲。20 40 60 N0 隔乙HiIQ H * .2 0.也0.0. nwcErlau 2IW 30,0 40X)HNaOHimL丙U 21 40 60 8L0-IgjSOi)TA.图甲是CO(g)+HO(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明 该反应的 H0B.图乙是室温下H2Q催化分解放出氧气的反应中c(HzQ)随反应时间变化的曲线， 说明随着反应的进行H2Q分解速率逐渐减小C.图丙是室温下用 0

5、.100 0 mol L-1NaOHt液7定 20.00 mL 0.100 0 mol L-1 某一元酸HX的滴定曲线，说明HX是一元强酸D.图丁是室温下用NaSO除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ba2+)与 c(SO4-)的关系曲线，说明溶液中c(SO2-)越大c(Ba2+)越小【命题意图】 本题考查平衡常数、化学反应速率、酸碱中和滴定以及沉淀溶解 平衡的图象分析，难度中等。【解析】选C。A项，图甲中，温度升高,lg K减小，即K减小，说明升高温度平衡逆 向移动，则该反应为放热反应，正确;B项，图乙中，曲线的倾斜减小，说明反应速 率在减小，正确;C项，图丙中，没有滴入NaOH

6、容液时,0.100 0 mol L-1HX的pH 约为3,则HX为一元弱酸，错误;D项，图丁中曲线上的点为沉淀溶解平衡的 点，c(SO4-)与c(Ba2+)成反比，正确。4.(双选)(2018 江苏高考 15)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器 中按不同方式投入反应物，发生反应:2SC2(g)+O2(g) -2SG(g)(正反应放热),测 得反应的相关数据如下：容器1容器2容器3反应温度T/K7007008002 mol SO 2、2 mol SO2、反应物投入量4 mol SO 31 mol 0 21 mol 0 2平衡v正(SQ)/ViV2V3mol L-1 s-1平衡c(SO3)C

7、iC2C3/mol L-1平衡体系pip2p3总压强p/Pa物质的平衡ai(SQ)a 2(SO3)a 3(SQ)转化率a平衡常数KKK.K3卜列说法止确的是()A. ViV2, C2K, p22p3C.Vi a3(SQ)D.C22C3, oc2(SQ)+ oc3(SQ)K,容器2中投 入量相当于容器3的两倍，两个容器3加压时，平衡正向移动，压强减小，即p2Vi,升高温度，平 衡逆向移动，SO2的转化率减小，即0c i（S E 3（SQ）,正确;D项，容器2相当于2 个容器3加压且降温，平衡会正向移动，容器2平衡时c（SC3）的量比容器3平衡 时c（SC3）的量2倍还要多，若容器2中投入2 mo

8、l SC3且两容器的温度相等，则两 容器为完全等效，故有a 2（SC3）+ a3（SQ）=1,对于容器2而言，相当于2个容器3 加压且降温，使得反应向生成SC方向进行，则a 2（SC3）减小,又容器2中温度低， 也会使得反应向SC方向进行，即 （SQ）减小，所以a 2（SC3）+ a3（SQ） v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NOC.第二步中NO与NO的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高【命题意图】本题主要考查化学反应原理，侧重于化学反应速率与化学平衡的有 关分析与计算，题目难度较大。试题设计新颖，陌生感强，计算量较大，对学生的 要求较高。【解析】(1)干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得

9、到MQ,在此过程中，氮元素的化合 价没有变化，只有氯气和硝酸根中-2价的氧元素的化合价有变化，所以氯气将-2 价的氧氧化成氧气，因此该反应的氧化产物为 Q。(2)已知 2NQ(g) 2N2C4(g)+O2(g) H=-4.4 kJ mol-1、2NG(g) NtQ(g) Hf-55.3 kJ mol-1,i根据盖斯定律可知反应N2O5(g) 2NQg)+ -O2(g)的 h=； H- H= J x (-4.4)-(-55.3)kJ mol-1=(-2.2+55.3)kJ mol-1=53.1-1kJ mol 。根据2N2Q(g) 一4NO(g)+O2(g)反应，初始时只是加入了 N2O,同温同

10、体积的情况下，压强之比等于物质的量之比，故可以将压强看成物质的量。若生成的氧气 的分压为2.9 kPa,则反应掉的N2O的分压为2X2.9 kPa =5.8 kPa,故在反应后N2Q的分压为35.8 kPa - 5.8 kPa =30.0 kPa,则根据公式，v=2x 10-3x30.0 kPa -min-1 =6.0 X1Q-2 kPa min-1。升高温度，根据pV=nRT可知,在体积不变的情况下，温度越高，压强越大，而且二氧化氮转化成四氧化二氮的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，气体的总物质的量增加，也会使体系的压强升高。根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1 kPa

11、,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8 kPaX 2 =71.6 kPa,氧气是 35.8 kPa+ 2=17.9 kPa,总压强应该是 71.6 kPa+17.9kPa=89.5 kPa,平衡后压弓5减少了 89.5 kPa-63.1 kPa=26.4 kPa,所以根据方程式2Ng) -NO(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是 26.4 kPa,二氧化氮对 应的压强是 71.6 kPa-26.4 kPaX 2=18.8 kPa,则反应的平衡常数 Kp=?，(NO2)=18.82 kPa = 13.4 kPa。?N2O4) 26.4(3)第一步反应快，所以第一步的逆反应

12、速率大于第二步的反应速率,A正确；根据第二步和第三步反应可知中间产物还有NO,B错误；根据第二步反应生成物中有NO可知NO与NO的碰撞仅部分有效,C正确；第三步反应快，所以第三步反应 的活化能较低,D错误。答案：（1）O253.130.06.0 X10-2大于 温度升高，体积不变，总压强升高；NQ二聚为放热反应，温度升高，平衡 左移,体系物质的量增加，总压强升高 13.4 (3)A、C【题后反思】压强和平衡常数的计算是解题的难点，注意从阿伏加德罗定律的角度去理解压强与气体物质的量之间的关系，注意反应的方程式和表中数据的灵 活应用。也可以直接把压强看作是物质的量利用三段式计算7.(2018 全国

13、卷H 27） CH4-CQ催化重整不仅可以得到合成气（CO和H）,还对温室气体的减排具有重要意义 回答下列问题：(1)CH4-CQ催化重整反应为 CH(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H(g)已知:C(s)+2H 2(g)CH(g)1 H=-75 kJ mol1C(s)+O2(g) 一C氢g) H=-394 kJ molC(s)+；Q(g) CO(g)A H=-111 kJ - mol-1该催化重整反应的 H=kJ mol。有利于提高CH平衡转化率的条件（填标号）。A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压mol2 L-2。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1

14、mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO的转化率是50%其平衡常数为（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。由上表判断，催化剂X相关数据如下表:积碳反应消碳反应CH(g)C(s)+2H2(g)CO(g)+C(s) 2CO(g) H(kJ mol-1)75172活化能/催化剂X3391-1、(kJ mol )催化剂Y4372Y（填“优于”或“劣于”）,理由在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下 ，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是（填标号）550600

15、650 700温度不2 8 J- .苏5甜泥oA.K积、K消均增加B.V积减小、V消增加C.K积减小、K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k p(CH4)- p(CQ)(k为速率常数)。在p(CH) 一定时,不同p(CQ)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CQ)、pb(CQ)、pc(CQ)从大到小的顺序为。【命题意图】本题以温室气体二氧化碳的减排为背景，考查学生对化学反应中的 热效应、化学反应速率和化学平衡等知识的综合应用以及盖斯定律、化学平衡 常数的计算。【解析】(1)将题目给出的热化学方程式依次编为序号、，则将X2-就得

16、出催化重整的反应，因此催化重整反应的AHk-111 kJ mol-1 x 2+394 kJ mol-1+75 kJ mol-1 =247 kJ mol-1。由于此反应为吸热的 气体体积增大的反应，因此可以采用升高温度、降低压强的方法提高平衡转化率。 CH(g)和CO(g)的起始浓度分别为1 mol -L-1和0.5 mol tC。的转化率为50%, 因此转化的CO浓度为0.5 mol L-1X50%=0.25 mol L-1。因此有CH(g)+CQ(g) 2CO(g)+2H(g)起始浓度(mol L-1) 10.500转化浓度(mol L-1) 0.250.250.50.5平衡浓度(mol L

17、-1) 0.750.250.50.5因此反应的平衡常数为K_?(CO) ?(H2)_0.52XQ. 52 _1 ?CH4) . ?CO2) 0.25 X0.75 3(2)由于催化剂的活性因积碳反应降低，因此应该使积碳反应尽可能减少或降低其速率，同时使消碳反应尽可能增多或加快其反应速率。根据题目给出的表格 可以得出积碳反应的活化能催化剂 X4崔化剂Y,消碳反应的活化能催化剂X崔化剂Y,因此催化剂X劣于催化剂Y。积碳反应和消碳反应的 H大于0,因此升高温度二者的化学平衡常数均增加，反应的速率均加快。从图中可以看出相同时间时积碳量 abc,即生成速率abc,根据速率方程可 以得知速率与p(CQ)成反

18、比，因此pc(CO2) pb(CQ) pa(CQ)。答案：(1)247 A 1(2)劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大A、D Pc(CQ) pb(CQ) pa(CQ)【易错警示】计算化学平衡常数用到的是各物质的平衡浓度，解答时注意将题目 给出的物理量转化为物质的量浓度再进行计算。8.(2018 全国卷田 28)三氯氢硅(SiHCl 3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回 答下列问题：(1)SiHCl 3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O 等，写出该反应的化学方程式。(2)SiHCl 3在催化剂

19、作用下发生反应：12SiHCl3(g) 一SiH2cl2(g)+ SiCl 4(g) H=48 kJ mol3SiH2c12(g) SiH4(g)+2SiHCl 3 (g) H=-30 kJ mol-1则反应 4SiHCl3(g) SiH4(g)+ 3SiCl 4(g)的 AH为 kJ mol-1。（3）对于反应2SiHCl3（g） SiH2cl2（g）+SiCl 4（g）,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率 a=%平衡常数K343 k=（保留2位小数）在343 K下：要提高SiHCl3转化率

20、，可采取的措施是 ;要缩短反应达到平衡的时间，可采有、。比较a、b处反应速率大小：va vb（填“大于” “小于”应速率 v=v 正-V 逆=k 正？?旧 3- k 逆？iH 2Cl2?iCl 4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数/为物质的量分数，计算取的I “等于”?*a处的一=?引 措施）。反（保留1位小数)。【解析】(1)SiHCl 3遇潮气时发烟生成(HSiO)2O,即SiHCl3遇HO发生水解反应(无元素化合价改变),故反应为2SiHCl3+3HO(HSiO)2O+6HCl(2)结合两个反应 2SiHCl3(g)SiH2cl2(g)+ SiCl 4(g) H=48 kJ mol-

21、13SiH2cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl 3 (g) H=-30 kJ - mol-1可得反应 4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl 4(g)的 Ah=3A H+A H=3 X48+(-30)kJ mol-1 =+114 kJ mol-1(3)2SiHCl3(g) SiH2cl2(g)+SiCl 4(g),该反应为吸热反应,343 K时的平衡转化率比323 K时要高，所以民=22%起始浓度c00改变浓度0.22 c0.11 c0.11 c平衡浓度0.78 c0.11 c0.11 c2SiHCl 3(g) SiH2cl2(g)+SiCl 4(g)平衡常数0.020. 1

22、1? X.011?K343 K =2(0.78?) 2在343 K下：要提高SiHCl 3转化率,可采取的措施是及时移去产物等；要缩短反应达到平衡的时间，可采取加压、增大反应物浓度、使用催化剂等加快化学反应速率的措施。应根据温度比较a、b处反应速率大小，a处温度为343K,b处温度为323 K,温度越高反应速率越快，故Va大于Vb2SiHCl31(g) -SiH2cl2(g)+SiCl 4(g)起始浓度改变浓度0.22 c0.11 c0.11 c平衡浓度0.78 c0.11 c0.11 c当反应达到平奥日寸,V ie=V逆，即k正？?iHCl 3=k 逆?iH 2cl2?Cl4?HCl 3 =

23、0.78?(0.78?+0.11?+0.11?=0.78,?H 2cl2=?i0. 11?iCl 4 (0.78?+0. 11?+0. 11?=0.11?E 0. 11 XO. 11?靠 0. 78 X0.78a 处时结合图象可知:?m 3=0.8, ?iH2Cl2=01 ?Cl4=0.1?i?年?平SiHCl 3a处时,一=? ?铤?&H 2cl2?SiCl:11 .82 4 0. 782 XO. 121.3答案：(1)2SiHCl 3+3HO(HSiO)2O+6HCl(2)11422 0.02及时移去产物使用催化剂增大反应物压强(合理即可)大于 1.3【快速巧解】解图象题三步曲：“一看”“

24、二想”“三判断”(1) “一看一一看图象看面：弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起始点、曲线的交点、折点、最局点与最低点等。看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。(2) “二想”想规律看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。“三判断”通过对比分析，做出正确判断。9.(2018 北京高考 26)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下特制相破转.脱仃机一,脱城一磷稻1酸研磨矿粉城法一磷行音(主要成分为CiiSt)； 0. 5H已知：磷精矿主要成分为Ca(P

25、Q) 3(OH),还含有Ca(PQ) 3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PQ)3(OH)”或“”)。结合元素周期律解释中结论:P和S电子层数相同，(3)酸浸时，磷精矿中Ca(PQ)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF，除去。写 出生成HF的化学方程式：。(4)H 2。将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO脱除，同时自身也会发生分解。相同投料 比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。 80 C后脱除率变化 的原因：。2(1 406080 1IKI温度可脱硫时，CaCO稍过量，充分反应后仍有SOT残留，原因是;加入BaCO可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式(6)取a g所得精制磷酸，加适

26、量水稀释，以百里香酚醐作指示剂，用b mol -L-1 NaOH溶液滴定至终点时生成NaHPO消耗NaOH液c mL。精制磷酸中HPO的质量分数是 。(已知:H3PO摩尔质量为98 g mol-1)【命题意图】 本题借助工艺流程图考查了反应速率的影响因素、元素周期律、 元素化合物等知识，意在考查学生的科学探究能力和多层次的论据推理能力。【解析】(1)题目流程图中研磨能够增大反应物表面积，加快反应速率，加热也可 以加快反应速率。(2)根据强酸制弱酸原理，酸性:H3POHSO。根据元素周期律，元素非金属性 越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，P和S电子层数相同,S的核电荷 数比P较大，硫原子

27、半径比磷原子小，则S的非金属性强，故酸性:KPGXHSO。 根据强酸制弱酸原理 ，并结合(2)中反应 2Ca(PQ)3(OH)+3HO+10hSO2 10CaSO 0.5H2O+6HPO可推测出制得 HF反应的化学方程式为 2Ca(PQ)3F+5HO+10HSO10CaSO 0.5H2O+6HPO+2HF(4)根据“ HQ将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO脱除，同时自身也会发生分解”， 高于80 C,H2Q分解，导致的浓度减小，从而减慢了反应速率，有机碳的脱除 率降低。(5)CaSO微溶于水，溶液中存在沉淀溶解平衡 CaSQs) iCa2+(aq)+S O2- (aq),故 SO2-有残留；加入B

28、aCO转化为更难溶的BaSQ从而可进一步脱硫，离子方程式 为 BaCGSO4- +2HPOBaSG+COT +HIO+2I2PO4。(6)根据题意,H3PO滴定终点的产物为HRD4,故HPO与NaOH勺物质的量之比为-31 : 2。NaOH勺物质白量为 bcX10-3 mol,故HPO的物质的量为mol,质量23bc x 103为史工X 98 g,质量分数为X 100%*%2aa答案：(1)研磨、加热核电荷数PS彳导电子能力PS,非金属性P”或“A 结合i、ii反应速率解释原因：。【命题意图】本题考查了盖斯定律、反应速率和化学平衡的相关内容，意在考查学生应用化学反应原理等相关知识对实验数据和现

29、象的分析与推理能力。【解析】(1)根据盖斯定律，反应I和反应出相加后的逆反应为反应n的热化学 方程式:3SQ(g)+2H2O(g)2HSO(l)+S(s) H=-254 kJ - mol-1。(2)根据图示，在相同温度下，P2时硫酸的物质的量分数更大。反应II是气体分子数减小的反应， 增大压强，平衡右移，硫酸的物质的量分数增大，故P2P1 o (3)反应ii中I 2化合价 降低,所以另一种反应物应为还原剂SO,其化合价升高，生成物是SO4-,根据电荷守恒原则，在酸性条件下用 H调整电荷守恒，故I2+2HO+SO-SOT+4H+2I-。 B是A的对比实验，c(I -)应相同，故a=0.4。A、B

30、、C三组实验中，C为对照实验，证明在无存在时,H2SO对SO的歧化反应 无影响;A、B对比证明c(I -)相同时，c(H+)越大，反应i速率越快。I 2易溶解在 KI溶液中，将反应ii乘以2与反应i相加，得反应式3SO+2HOS J +2SO4- +4H+, 可知随着反应的进行c(H+)增大，根据的结论，SO2的歧化反应速率DA 答案:(1)3SO2(g)+2H 2O(g) T2HSO(l)+S(s) H=-254 kJ mol-1(2)反应II是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动,H2SO的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO的物质的量分数增大 (3)SO2 SO

31、2- 4H+0.4是SO歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化 反应速率反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快11.(14分)(2018 天津高考 10)CO是一种廉价的碳资源，具综合利用具有重要意义。回答下列问题(1)CO2可以被NaOH容液捕获。若所得溶液 pH=13,CO主要转化为(写离子符号)；若所得溶液 c(HCO3) : c(CO3-)=2 ： 1,溶液pH=。(室温 下,H2CO的 K=4X 10-7； K=5X 10-11)(2)CO2与CH经催化重整，制得合成气：CH(g)+CQ(g) 2CO(g)+2HI(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C- HC OH- HC O(CO)键能/kJ mol-14137454361075则该反应的AH=。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容